电子束焊接参数

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🛠️ Electron Beam Welding Parameters

From accelerating voltage, beam current and welding speed, computes electron-beam power, line energy, power density and an estimated penetration depth.

📐 计算公式
P = U×I；E = P/v；q = P/(π·d²/4)；D ≈ k·√(P/v)
基于电子束焊接(EBW)参数模型：束功率 P=加速电压×束流；线能量 E=P/v 决定热输入；功率密度 q 反映聚焦强度；熔深 D 随 √(P/v) 增大，用于焊接工艺设计。
💡 公式：束功率 P = U×I（kV×mA = W）；线能量 E = P/v（J/mm）；功率密度 q = P/(π·d²/4)（W/mm²）；熔深 D ≈ k·√(P/v)（mm），k 为材料经验系数。
⚠️ 使用说明与注意事项
  • 按 Enter 快速计算，Ctrl/Cmd + Enter 复制结果
  • 束斑直径典型范围 0.1~1.0 mm，聚焦越好功率密度越高
  • 熔深为经验估算值，实际受聚焦状态、真空度、材料热物性影响
  • 电子束焊功率密度可达 10³~10⁵ W/mm²，属高能束焊接
  • 纯前端运行，数据不会上传到服务器

🕘 最近计算

暂无计算记录

📚 深度解析：电子束焊接参数计算（熔深与功率密度）

💡 常见使用场景

方法
算法：束功率 P = 加速电压(kV)×束流(mA)（W）；线能量 E = P/焊接速度（J/mm）；估算熔深 = 材料系数 k×√E（mm），k：钢 0.35、铝合金 0.45、铜合金 0.28、钛合金 0.38、镍基合金 0.32；束斑面积 = π×d²/4（mm²）；功率密度 = P/束斑面积（W/mm²）。分级：E<200J/mm 低热输入、<1000 中热输入、否则高热输入；功率密度 >10⁴W/mm² 超高、>10³ 高、>10² 中、否则低。焊缝宽度按 0.3×熔深估算，熔化质量按钢密度 7.85g/cm³ 折算。
算例
例：60kV、100mA、10mm/s、束斑 0.5mm、钢（k=0.35）→ P 6000W、E 600.0J/mm、熔深 8.57mm、束斑面积 0.19635mm²、功率密度 3.06×10⁴W/mm²、焊缝宽 2.57mm、截面积 22.05mm²、熔化速率 220.5mm³/s（1.731g/s），判定「中热输入 + 超高功率密度」。若改 150kV、50mA、20mm/s、束斑 0.3mm、铝合金（k=0.45）→ P 7500W、E 375.0J/mm、熔深 8.71mm、束斑面积 0.07069mm²、功率密度 1.06×10⁵W/mm²、熔化 455.6mm³/s（3.577g/s）。若速度提到 60mm/s（钢）→ E 降至 100.0J/mm、熔深 3.50mm，变为「低热输入」。

❓ 常见问题（FAQ）

熔深为什么与线能量的平方根成正比？
这是电子束深熔焊（匙孔效应）的经验规律：功率密度足够高时形成蒸气匙孔，熔深主要由匙孔深度决定，而匙孔深度随热输入的增长呈次线性（约 √E）关系。本工具的 k 为材料系数，实际熔深还会受聚焦位置、真空度与接头形式影响，应以工艺试验标定。
为什么电子束焊的功率密度这么高？
束斑可以聚焦到 0.1~1mm 量级，几千瓦功率集中在极小面积上，功率密度轻易达到 10⁴~10⁶W/mm²，比电弧焊高 2~3 个数量级，因此能实现大深宽比的深熔焊。代价是需真空环境、装配精度要求高，且设备昂贵。

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📝工具简介

电子束焊接（EBW）参数计算器，输入加速电压、束流与焊接速度，计算束功率、线能量、功率密度及基于材料经验系数的熔深估算，辅助高能束焊接工艺设计。

✨功能特点

🎯使用场景